JP6221307B2

JP6221307B2 - 回転角検出装置及び電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP6221307B2
Application number: JP2013076862A
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Inventors: 雄人塩津
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Publication date: 2017-11-01
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Description

本発明は、回転角検出装置及び電動パワーステアリング装置に関する。

従来、検出対象の回転角に応じてレゾルバから出力される電圧信号に基づき、制御部が検出対象の回転角を演算する回転角検出装置が知られている。例えば、特許文献１の回転角検出装置では、モータに設けられたレゾルバが、図７に示すように周期的に変化するレゾルバ信号を１／４周期で出力する。制御部は、４つの信号のそれぞれから振幅値を求める。そして、４つの振幅値の合計値又は平均値が設定値内である場合に、当該４つの振幅値からモータの回転角を算出する。算出された回転角は、モータに供給する電流の調整に使用される。

特開２００６−３４９５６１号公報

ところで、上記回転角検出装置の制御部は、４つの信号を受信できない場合や、４つの振幅値の合計値又は平均値が設定値を超える場合、すなわち、図８に示すように全てのサンプリング点が正常でない場合（図８は信号Ｓ３が異常である場合）には、回転角検出装置に異常が生じたものとして回転角を算出しない。この場合、モータに供給する電流を調整できない。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも高い確率で検出対象の回転角を算出する回転角度検出装置及び電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、励磁信号の入力に基づき検出対象の回転角に応じて振幅値が変化するｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号であるレゾルバ信号を出力するレゾルバと、前記レゾルバ信号に基づいて前記検出対象の回転角を演算する制御部と、を備える回転角検出装置において、ｎを１以上の整数とするとき、前記制御部は、前記レゾルバ信号を１／２ｎの周期でサンプリングするとともに、１／２周期ずれている２つのサンプリング点を１つのグループとするｎ個のグループをつくり、グループ毎にサンプリング値が正常であるか否かを判断し、正常と判断されたグループのサンプリング値に基づき前記検出対象の回転角を演算することを要旨とする。

この構成によれば、ｎ個あるグループのうち１つ以上の正常なグループがあれば、検出対象の回転角を演算することができる。すなわち、全てのサンプリング点が正常でない場合でも、回転角を演算することができる。このため、従来よりも高い確率で回転角を演算することができる。

上記構成において、前記制御部は、ｎ個のグループのうち異常なグループがある場合には、正常なグループのサンプリング値から振幅値を演算し、当該振幅値を用いて異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値の有無を判断し、異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値が存在する場合には、正常なグループのサンプリング値と、異常なグループに含まれる正常なサンプリング値と、に基づき前記検出対象の回転角を演算することが好ましい。

この構成によれば、上述の構成よりも回転角の演算に用いるサンプリング点が増えるので、算出される回転角の精度が高まる。
上記構成において、前記制御部は、ｎ個のグループのうち異常なグループがある場合には、正常なグループのサンプリング値から第１の振幅値を演算し、当該第１の振幅値を用いて異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値の有無を判断し、異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値が存在する場合には、正常なグループのサンプリング値及び異常なグループに含まれる正常なサンプリング値から第２の振幅値を演算し、正常な実際のサンプリング点の総和とそのサンプリング点に対応する第１の振幅値を用いて算出されるｓｉｎ波又はｃｏｓ波の総和との差分と、正常な実際のサンプリング点の総和とそのサンプリング点に対応する第２の振幅値を用いて算出されるｓｉｎ波又はｃｏｓ波の総和との差分とを比較し、当該差分がより小さい値示す振幅値を用いて前記検出対象の回転角を演算することが好ましい。

上記構成によれば、より正常なサンプリング点に近い振幅値を用いて回転角を算出することができるので、上述の構成よりも算出される回転角の精度が高まる。
車両の操舵機構に操舵補助力を付与するモータと、車両のステアリング操作に応じて前記モータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクが設定値を超えたとき、当該操舵トルクが低減するように操舵補助力を徐々に増加させる電動パワーステアリング装置において、励磁信号の入力に基づき前記モータの回転角に応じて振幅値が変化するｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号であるレゾルバ信号を出力するレゾルバを備え、前記制御装置は、前記レゾルバ信号に基づいて、前記モータの回転角を演算するものであって、ｎを１以上の整数とするとき、前記レゾルバ信号を１／２ｎの周期でサンプリングするとともに、１／２周期ずれている２つのサンプリング点を１つのグループとするｎ個のグループをつくり、グループ毎にサンプリング値が正常であるか否かを判断し、正常と判断されたグループのサンプリング値に基づき前記モータの回転角を演算し、当該回転角に基づき、前記操舵補助力を演算することを要旨とする。

この構成によれば、全てのサンプリング点が正常でない場合でも、モータの回転角を演算することができる。このため、従来よりも高い確率で操舵補助力を演算することができる。

上記構成において、前記制御装置は、ｎ個のグループのうち異常なグループがある場合には、正常なグループのサンプリング値から振幅値を演算し、当該振幅値を用いて異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値の有無を判断し、異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値が存在する場合には、正常なグループのサンプリング値と、異常なグループに含まれる正常なサンプリング値と、に基づき前記モータの回転角を演算することが好ましい。

この構成によれば、上述の構成よりも回転角の演算に用いるサンプリング点が増えるので、算出される回転角の精度が高まる。すなわち、より正確な操舵補助力を演算することができる。これにより、ユーザは、ステアリング操作時に良好なフィーリングを得られる。

上記構成において、前記制御装置は、ｎ個のグループのうち異常なグループがある場合には、正常なグループのサンプリング値から第１の振幅値を演算し、当該第１の振幅値を用いて異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値の有無を判断し、異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値が存在する場合には、正常なグループのサンプリング値及び異常なグループに含まれる正常なサンプリング値から第２の振幅値を演算し、正常な実際のサンプリング点の総和とそのサンプリング点に対応する第１の振幅値を用いて算出されるｓｉｎ波又はｃｏｓ波の総和との差分と、正常な実際のサンプリング点の総和とそのサンプリング点に対応する第２の振幅値を用いて算出されるｓｉｎ波又はｃｏｓ波の総和との差分とを比較し、当該差分がより小さい値示す振幅値を用いて前記モータの回転角を演算する電動ことが好ましい。

上記構成によれば、より正常なサンプリング点に近い振幅値を用いて回転角を算出することができるので、上述の構成よりも算出される回転角の精度が高まる。すなわち、より正確な操舵補助力を演算することができる。これにより、ユーザは、ステアリング操作時に良好なフィーリングを得られる。

本発明の回転角度検出装置及び電動パワーステアリング装置によれば、高い確率で検出対象の回転角を算出することができる。

電動パワーステアリング装置の概略構成を示すブロック図。ＥＣＵの概略構成を示すブロック図。角度演算部の処理手順を示すフローチャート。角度演算部の処理手順を示すフローチャート。角度演算部の処理手順を示すフローチャート。角度演算部の処理手順を示すフローチャート。４点の正常なレゾルバ信号のイメージを示すタイムチャート。３点の正常なレゾルバ信号及び異常な１点のレゾルバ信号のイメージを示すタイムチャート。

以下、電動パワーステアリング装置の第１の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
＜電動パワーステアリング装置の概要＞
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１０は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構２０、および運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構３０、および操舵補助機構３０の作動を制御するＥＣＵ（電子制御装置）４０を備えている。

操舵機構２０は、運転者により操作されるステアリングホイール２１、およびステアリングホイール２１と一体回転するステアリングシャフト２２を備えている。ステアリングシャフト２２は、ステアリングホイール２１の中心に連結されたコラムシャフト２２ａ、コラムシャフト２２ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト２２ｂ、およびインターミディエイトシャフト２２ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト２２ｃからなる。ピニオンシャフト２２ｃの下端部は、ピニオンシャフト２２ｃに交わる方向へ延びるラック軸２３（正確には、ラック歯が形成された部分２３ａ）に噛合されている。したがって、ステアリングシャフト２２の回転運動は、ピニオンシャフト２２ｃおよびラック軸２３からなるラックアンドピニオン機構２４によりラック軸２３の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸２３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド２５を介して左右の転舵輪２６，２６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａが変更される。転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａが変更されることにより車両の進行方向が変更される。

操舵補助機構３０は、操舵補助力の発生源であるモータ３１を備えている。モータ３１としては、例えば三相交流モータのブラシレスモータが採用される。モータ３１は、減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結されている。減速機構３２はモータ３１の回転を減速し、モータトルクをコラムシャフト２２ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト２２にモータトルクが操舵補助力（アシスト力）として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。また、モータ３１には、１相励磁、２相出力のレゾルバ３３が内蔵されている。レゾルバ３３は、モータ３１の回転角θ_ｍに応じて振幅値が変化する２相の正弦波状信号（正弦信号Ｓ＿ｓｉｎ及び余弦信号Ｓ＿ｃｏｓ）であるレゾルバ信号Ｓを出力する。

ＥＣＵ４０は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果を運転者の要求あるいは走行状態を示す情報として取得し、これら取得される各種の情報に応じて、モータ３１を制御する。各種のセンサとしては、たとえば車速センサ４１０、及びトルクセンサ４２０がある。車速センサ４１０は、車速（車両の走行速度）Ｖを検出する。トルクセンサ４２０は、コラムシャフト２２ａに設けられて、ステアリングホイール２１を介してステアリングシャフト２２に印加される操舵トルクＴ_ｈを検出する。ＥＣＵ４０は、これらセンサを通じて取得される車速Ｖ、操舵トルクＴ_ｈ、及びレゾルバ３３からのレゾルバ信号Ｓに基づき、モータ３１を制御する。なお、レゾルバ３３及びＥＣＵ４０が回転角検出装置に相当する。

＜ＥＣＵの概略構成＞
つぎに、ＥＣＵのハードウェア構成を説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４０は、インバータ回路４１およびマイクロコンピュータ４２を備えている。

インバータ回路４１は、マイクロコンピュータ４２により生成されるモータ駆動信号に基づいて、バッテリなどの直流電源から供給される直流電流を三相交流電流に変換する。当該変換された三相交流電流は、各相の給電経路４４を介してモータ３１に供給される。各相の給電経路４４には電流センサ４５が設けられている。これら電流センサ４５は、各相の給電経路４４に生ずる実際の電流値Ｉを検出する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の給電経路４４および各相の電流センサ４５をそれぞれ１つにまとめて図示する。

マイクロコンピュータ４２は、車速センサ４１０、トルクセンサ４２０、及びレゾルバ３３の検出結果をそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。マイクロコンピュータ４２は、これら取り込まれる検出結果、すなわち車速Ｖ、操舵トルクＴ_ｈ、回転角θ_ｍ、及び電流値Ｉに基づきモータ駆動信号（ＰＷＭ駆動信号）を生成する。

＜マイクロコンピュータ＞
つぎに、マイクロコンピュータの機能的な構成を説明する。
マイクロコンピュータ４２は、図示しない記憶装置に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の処理部を有している。図２に示すように、マイクロコンピュータ４２は、これら処理部として、電流指令値演算部５１と、モータ駆動信号生成部５２と、を備えている。電流指令値演算部５１は、基本指令値演算部５３と、補正値演算部５４と、角度演算部５５と、加算器５７と、を有している。

基本指令値演算部５３は、車速Ｖ、及び操舵トルクＴ_ｈをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる各種の情報に基づいて基本電流指令値ｉ^＊を演算する。基本指令値演算部５３は、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、基本電流指令値ｉ^＊の絶対値をより大きな値に設定する。なお、基本指令値演算部５３は、角度演算部５５の結果（後述する回転角θ_ｍ又は算出不可信号Ｃ_ｉｍ）を取り込む。基本指令値演算部５３は、回転角θ_ｍを取得した場合には、先の基本電流指令値ｉ^＊を演算し、算出不可信号Ｃ_ｉｍを取得した場合には、基本電流指令値ｉ^＊を演算しない。

補正値演算部５４は、車速Ｖ、操舵トルクＴ_ｈ、及び回転角θ_ｍをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる各種の情報に基づいて補正電流指令値Δｉ^＊を演算する。なお、補正値演算部５４は、回転角θ_ｍに代えて算出不可信号Ｃ_ｉｍを取得した場合には、補正電流指令値Δｉ^＊を演算しない。

角度演算部５５は、レゾルバ３３からのレゾルバ信号Ｓを取り込み、モータ３１の回転角θ_ｍを算出する。また、角度演算部５５は、回転角θ_ｍの算出ができない場合には、その旨示す算出不可信号Ｃ_ｉｍを生成する。角度演算部５５のメモリ５５ａには、回転角θ_ｍの算出処理に使用する第１、第２、第３の異常フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３をたてる記憶領域が設けられている。なお、角度演算部５５の回転角θ_ｍの算出処理については後に詳述する。

加算器５７は、基本電流指令値ｉ^＊と補正電流指令値Δｉ^＊とを足し合わせることにより電流指令値Ｉ^＊を生成する。電流指令値Ｉ^＊は、モータ３１に供給するべき電流を示す指令値である。

モータ駆動信号生成部５２は、電流指令値Ｉ^＊、および実際の電流値Ｉをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる情報に基づき実際の電流値Ｉが電流指令値Ｉ^＊に追従するように電流のフィードバック制御を行う。

＜角度演算部における処理＞
角度演算部５５における回転角θ_ｍの算出処理手順を、図３のフローチャートに従って説明する。当該フローチャートは、レゾルバ信号Ｓの１周期分を受信する間隔で定期的に実行される。

図３に示すように、角度演算部５５は、同相の４つのレゾルバ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の和の絶対値が第１の設定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１でＹＥＳ、すなわちレゾルバ信号Ｓ１〜Ｓ４の和の絶対値が第１の設定値以下である場合には、レゾルバ信号Ｓ１〜Ｓ４から振幅値を算出する（ステップＳ３２）。そして、全相（ここでは２つの相）の振幅値を求める演算が終了したか否かを判断する（ステップＳ３３）。当該判断は、振幅値が算出されている数及び第３の異常フラグＦ３がたてられている数によって行う。ステップＳ３３でＮＯ、すなわち全相（ここでは２つの相）の振幅値を求める演算が終了していない場合には、処理をステップＳ３１に移行する。

ステップＳ３３でＹＥＳ、すなわち全相（ここでは２つの相）の振幅値を求める演算が終了している場合には、角度演算部５５は、２相以上（ここでは２相）の振幅値を取得できたか否かを判断する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４でＹＥＳ、すなわち２相以上（ここでは２相）の振幅値を取得できている場合には、これら２相以上の振幅値からモータ３１の回転角θ_ｍを算出し（ステップＳ３５）、当該処理を終了する。一方、ステップＳ３４でＮＯ、すなわち１相のみ振幅値を取得できている場合、又は１相も振幅値を取得できなかった場合には、算出不可信号Ｃ_ｉｍを生成し（ステップＳ３６）、当該処理を終了する。

次に、ステップＳ３１でＮＯ、すなわちレゾルバ信号Ｓ１〜Ｓ４の和の絶対値が第１の設定値を超える場合の処理について、図４に示すフローチャートに従って説明する。
図４に示すように、ステップＳ３１でＮＯ、すなわちレゾルバ信号Ｓ１〜Ｓ４の和の絶対値が第１の設定値を超える場合、角度演算部５５は、異常フラグを全て倒す（ステップＳ４１）。そして、レゾルバ信号Ｓ１，Ｓ３の和が０（零）であるか否かを判断する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２でＮＯ、すなわちレゾルバ信号Ｓ１，Ｓ３の和が０（零）でない場合には、第１の異常フラグをたてる（ステップＳ４３）。そして、次の処理に移行する。

ステップＳ４２でＹＥＳ、すなわちレゾルバ信号Ｓ１，Ｓ３の和が０（零）である場合、又はステップＳ４３の処理の後、角度演算部５５は、レゾルバ信号Ｓ２，Ｓ４の和が０（零）であるか否かを判断する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４でＮＯ、すなわちレゾルバ信号Ｓ２，Ｓ４の和が０（零）でない場合には、第２の異常フラグをたてる（ステップＳ４５）。そして、次の処理に移行する。

ステップＳ４４でＹＥＳ、すなわちレゾルバ信号Ｓ２，Ｓ４の和が０（零）である場合、又はステップＳ４５の処理の後、角度演算部５５は、第１の異常フラグがたっているか否かを判断する（ステップＳ４６）。ステップＳ４６でＮＯ、すなわち第１の異常フラグがたっていない場合には、レゾルバ信号Ｓ１，Ｓ３から最小二乗法により振幅値を算出し（ステップＳ４７）、当該処理を図３のステップＳ３３に移行する。

図４に示すように、ステップＳ４６でＹＥＳ、すなわち第１の異常フラグがたっている場合には、角度演算部５５は、第２の異常フラグがたっているか否かを判断する（ステップＳ４８）。ステップＳ４８でＮＯ、すなわち第２の異常フラグがたっていない場合には、レゾルバ信号Ｓ２，Ｓ４から最小二乗法により振幅値を算出し（ステップＳ４９）、当該処理を図３のステップＳ３３に移行する。

なお、図４に示すように、ステップＳ４８でＮＯ、すなわち第２の異常フラグがたっている場合には、この相の振幅値の演算を行い振幅値が算出できなかったことを示す第３の異常フラグをたてて（ステップＳ５０）、当該処理をステップＳ３３に移行する。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）角度演算部５５は、同相の４つのレゾルバ信号Ｓ１〜Ｓ４の和の絶対値が第１の設定値を超える場合には、１／２周期ずれている２つのサンプリング点の和が０（零）であるか否かを判断する。そして、和が０（零）となる２つのサンプリング点から、最小二乗法により振幅値を演算し、当該振幅値からモータ３１の回転角θ_ｍを算出する。すなわち、従来と比較して角度演算部５５がモータ３１の回転角θ_ｍを算出できる可能性が高まる。

（２）モータ３１の回転角θ_ｍを算出できる可能性が高まるので、電流指令値演算部５１が電流指令値Ｉ^＊を算出できる可能性が高まる。すなわち、従来よりも高い確率で操舵補助力を演算することができる。従って、操舵補助力がステアリングシャフトに付与される確率が高まるので、ユーザは、ステアリングの操作時により良好なフィーリングを得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、電動パワーステアリング装置の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、角度演算部５５における回転角θ_ｍの算出処理手順、正確には、図４のステップＳ４７と図３のステップＳ３３との間、及び図４のステップＳ４９と図３のステップＳ３３との間の処理手順である。このため、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。なお、図４のステップＳ４６でＮＯとされた場合の処理と図３のステップＳ３３との間の処理手順について説明する。また、当該説明は、振幅値を演算する相がｓｉｎ波状に変化するレゾルバ信号の相である場合とする。

図４のステップＳ４６でＮＯ、すなわち第１の異常フラグがたっていない場合、角度演算部５５は、図５に示すように、レゾルバ信号Ｓ１，Ｓ３から最小二乗法により仮振幅値Ａを算出する（ステップＳ５１）。そして、角度演算部５５は、仮振幅値Ａのｓｉｎ波のレゾルバ信号Ｓ２に相当する値と実際に取得したレゾルバ信号Ｓ２値とが等しいか否かを判断する（ステップＳ５２）。ステップＳ５２でＹＥＳ、すなわち仮振幅値Ａのｓｉｎ波のレゾルバ信号Ｓ２に相当する値と実際に取得したレゾルバ信号Ｓ２値とが等しい場合には、レゾルバ信号Ｓ１，Ｓ３に加えてレゾルバ信号Ｓ２も正常な値である可能性が高まるので、レゾルバ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から最小二乗法により振幅値Ｂを算出し（ステップＳ５３）、当該処理を図３のステップＳ３３に移行する。

図５に示すように、ステップＳ５２でＮＯ、すなわち仮振幅値Ａのｓｉｎ波のレゾルバ信号Ｓ２に相当する値と実際に取得したレゾルバ信号Ｓ２値とが等しくない場合には、角度演算部５５は、仮振幅値Ａのｓｉｎ波のレゾルバ信号Ｓ４に相当する値と実際に取得したレゾルバ信号Ｓ４値とが等しいか否かを判断する（ステップＳ５４）。ステップＳ５４でＹＥＳ、すなわち仮振幅値Ａのｓｉｎ波のレゾルバ信号Ｓ４に相当する値と実際に取得したレゾルバ信号Ｓ４値とが等しい場合には、レゾルバ信号Ｓ１，Ｓ３に加えてレゾルバ信号Ｓ４も正常な値である可能性が高まるので、レゾルバ信号Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４から最小二乗法により振幅値Ｂを算出し（ステップＳ５５）、当該処理を図３のステップＳ３３に移行する。

なお、図５に示すように、ステップＳ５４でＮＯ、すなわち仮振幅値Ａのｓｉｎ波のレゾルバ信号Ｓ４に相当する値と実際に取得したレゾルバ信号Ｓ４値とが等しくない場合には、角度演算部５５は、仮振幅値Ａを振幅値Ｂとして算出し（ステップＳ５６）、当該処理を図３のステップＳ３３に移行する。

なお、図４のステップＳ４８でＮＯとされた場合の処理と、上記説明した図４のステップＳ４６でＮＯとされた場合の処理との相違点は、仮振幅値Ａをレゾルバ信号Ｓ２，Ｓ４で算出することである。仮振幅値Ａのｓｉｎ波のレゾルバ信号Ｓ１，Ｓ３に相当する値と実際に取得したレゾルバ信号Ｓ１，Ｓ３値とを比較して、振幅値Ｂをレゾルバ信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４又はレゾルバ信号Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から算出することである。すなわち、振幅値Ａ，Ｂを算出するために使用するレゾルバ信号Ｓが異なるだけで、処理手順は同一なので、その詳細な説明を省略する。

なお、上記説明は、振幅値を演算する相がｓｉｎ波状に変化するレゾルバ信号の相である場合としたが、ｃｏｓ波状に変化するレゾルバ信号の相である場合には、ステップＳ５２，Ｓ５４において、仮振幅値Ａのｃｏｓ波のレゾルバ信号Ｓ２，Ｓ４に相当する値と実際に取得したレゾルバ信号Ｓ２，Ｓ４値とが等しいか否かを判断すればよい。

以上詳述したように、本実施形態によれば、上記第１の実施形態（１）及び（２）の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。
（３）角度演算部５５は、異常と判断されたグループのレゾルバ信号Ｓに正常な値があると判断される場合には、当該正常と判断されるレゾルバ信号Ｓ及び正常なグループのレゾルバ信号Ｓから回転角θ_ｍを算出する。すなわち、正常なグループのレゾルバ信号Ｓから回転角θ_ｍを算出する場合と比べて、回転角θ_ｍを算出に用いるサンプリング点が増えるので、算出する回転角θ_ｍの精度が高まる。

（４）算出する回転角θ_ｍの精度が高まるので、電流指令値演算部５１は、精度のよい電流指令値Ｉ^＊を算出できる。これにより、ユーザは、上記第１の実施形態よりもステアリングの操作時により良好なフィーリングを得ることができる。

（第３の実施形態）
次に、電動パワーステアリング装置の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態と上記第２実施形態との主たる相違点は、角度演算部５５における回転角θ_ｍの算出処理手順、正確には、図５のステップＳ５３と図３のステップＳ３３との間の処理、及び図５のステップＳ５５と図３のステップＳ３３との間の処理手順である。このため、説明の便宜上、第２の実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。なお、ここでは、図５のステップＳ５５と図３のステップＳ３３との間の処理について説明する。

図５のステップＳ５３における振幅値Ｂの算出後、角度演算部５５は、図６に示すように、レゾルバ信号Ｓ１〜Ｓ４のうち異常点を除いた３つのサンプリング点に相当する振幅値Ａを用いたｓｉｎ値の総和と異常点を除いた３つのレゾルバ信号Ｓの総和との差分の絶対値をとった総和ΔＡａｌｌを算出する（ステップＳ６１）。また、角度演算部５５は、異常点を除いた３つのサンプリング点に相当する振幅値Ｂを用いたｓｉｎ値の総和と異常点を除いた３つのレゾルバ信号Ｓの総和との差分の絶対値をとった総和ΔＢａｌｌを算出する（ステップＳ６２）。ここでは、レゾルバ信号Ｓ２が異常点であるので、総和ΔＡａｌｌ及び総和ΔＢａｌｌは、次の（式１）及び（式２）で示される。

次に、角度演算部５５は、総和ΔＡａｌｌの値が総和ΔＢａｌｌの値よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ６３）。ステップＳ６３でＹＥＳ、すなわち総和ΔＡａｌｌの値が、総和ΔＢａｌｌの値よりも小さい場合には、振幅値Ａを回転角θ_ｍの算出に使用する振幅値として認識し（ステップＳ６４）、当該処理を図３のステップＳ３３に移行する。

なお、図６のステップＳ６３でＮＯ、すなわち総和ΔＡａｌｌの値が、総和ΔＢａｌｌの値以上である場合には、振幅値Ｂを回転角θ_ｍの算出に使用する振幅値として認識し（ステップＳ６５）、当該処理を図３のステップＳ３３に移行する。

なお、上記説明は、図５のステップＳ５５と図３のステップＳ３３との間の処理手順としたが、図５のステップＳ５３と図３のステップＳ３３との間の処理手順も同様である。なお、この場合は、レゾルバ信号Ｓ４が異常点であるので、当該レゾルバ信号Ｓ４を算出式から除外する。また、上記説明は、振幅値を演算する相がｓｉｎ波状に変化するレゾルバ信号の相である場合としたが、ｃｏｓ波状に変化するレゾルバ信号の相である場合には、（式１）及び（式２）のｓｉｎに相当する項をｃｏｓに変更すればよい。また、上記説明では、レゾルバ信号Ｓ２が異常点である場合について説明したが、どの信号が異常を示す場合であっても、当該第３の実施形態を適用することができる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、上記第１の実施形態（１）及び（２）の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。
（５）角度演算部５５は、算出される振幅値Ａ，Ｂのうちより実際に得られるレゾルバ信号Ｓに近い方を採用してモータ３１の回転角θ_ｍの算出に使用するので、算出する回転角θ_ｍの精度が高まる。

（６）算出する回転角θ_ｍの精度が高まるので、電流指令値演算部５１は、精度のよい電流指令値Ｉ^＊を算出できる。これにより、ユーザは、上記第１の実施形態よりもステアリングの操作時により良好なフィーリングを得ることができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態において、レゾルバ３３は、１／４周期でレゾルバ信号Ｓを生成したが、ｎを１以上の整数とするとき、１／２ｎの周期でレゾルバ信号Ｓを生成すればよい。この場合、角度演算部５５は、１／２周期ずれている２つのサンプリング点を１つのグループとするｎ個のグループをつくり、グループ毎にサンプリング値が正常であるか否かを判断する。このように構成しても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。

・上記各実施形態において、レゾルバ３３は、一相励磁二相出力のものが採用されたが、出力が二相以上であればよい。また、回転角検出装置は、２つ以上のレゾルバを備えていてもよい。

・上記各実施形態において、レゾルバ３３の検出対象は、モータ３１に限らず、ステアリングシャフトなど、回転するものに適用することができる。
・上記各実施形態では、モータ３１は、コラムシャフト２２ａにアシスト力を付与する構成とされたが、インターミディエイトシャフト２２ｂやピニオンシャフト２２ｃにアシスト力を付与するこうせいであってもよい。また、ラック軸２３にアシスト力を付与する構成であってもよい。

１０…電動パワーステアリング装置、３１…モータ、３３…レゾルバ、４０…ＥＣＵ、４２…マイクロコンピュータ、５１…電流指令値演算部、５２…モータ駆動信号生成部、５３…基本指令値演算部、５４…補正値演算部、５５…角度演算部

Claims

励磁信号の入力に基づき検出対象の回転角に応じて振幅値が変化するｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号であるレゾルバ信号を出力するレゾルバと、前記レゾルバ信号に基づいて前記検出対象の回転角を演算する制御部と、を備える回転角検出装置において、
ｎを１以上の整数とするとき、前記制御部は、前記レゾルバ信号を１／２ｎの周期でサンプリングするとともに、１／２周期ずれている２つのサンプリング点を１つのグループとするｎ個のグループをつくり、グループ毎にサンプリング値が正常であるか否かを判断し、正常と判断されたグループのサンプリング値に基づき前記検出対象の回転角を演算し、
ｎ個のグループのうち異常なグループがある場合には、正常なグループのサンプリング値から振幅値を演算し、当該振幅値を用いて異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値の有無を判断し、異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値が存在する場合には、正常なグループのサンプリング値と、異常なグループに含まれる正常なサンプリング値と、に基づき前記検出対象の回転角を演算する回転角検出装置。
励磁信号の入力に基づき検出対象の回転角に応じて振幅値が変化するｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号であるレゾルバ信号を出力するレゾルバと、前記レゾルバ信号に基づいて前記検出対象の回転角を演算する制御部と、を備える回転角検出装置において、
ｎを１以上の整数とするとき、前記制御部は、前記レゾルバ信号を１／２ｎの周期でサンプリングするとともに、１／２周期ずれている２つのサンプリング点を１つのグループとするｎ個のグループをつくり、グループ毎にサンプリング値が正常であるか否かを判断し、正常と判断されたグループのサンプリング値に基づき前記検出対象の回転角を演算し、
ｎ個のグループのうち異常なグループがある場合には、正常なグループのサンプリング値から第１の振幅値を演算し、当該第１の振幅値を用いて異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値の有無を判断し、異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値が存在する場合には、正常なグループのサンプリング値及び異常なグループに含まれる正常なサンプリング値から第２の振幅値を演算し、正常な実際のサンプリング点の総和とそのサンプリング点に対応する第１の振幅値を用いて算出されるｓｉｎ波又はｃｏｓ波の総和との差分と、正常な実際のサンプリング点の総和とそのサンプリング点に対応する第２の振幅値を用いて算出されるｓｉｎ波又はｃｏｓ波の総和との差分とを比較し、当該差分がより小さい値示す振幅値を用いて前記検出対象の回転角を演算する回転角検出装置。
車両の操舵機構に操舵補助力を付与するモータと、車両のステアリング操作に応じて前記モータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクが設定値を超えたとき、当該操舵トルクが低減するように操舵補助力を徐々に増加させる電動パワーステアリング装置において、
励磁信号の入力に基づき前記モータの回転角に応じて振幅値が変化するｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号であるレゾルバ信号を出力するレゾルバを備え、
前記制御装置は、前記レゾルバ信号に基づいて、前記モータの回転角を演算するものであって、ｎを１以上の整数とするとき、前記レゾルバ信号を１／２ｎの周期でサンプリングするとともに、１／２周期ずれている２つのサンプリング点を１つのグループとするｎ個のグループをつくり、グループ毎にサンプリング値が正常であるか否かを判断し、正常と判断されたグループのサンプリング値に基づき前記モータの回転角を演算し、当該回転角に基づき、前記操舵補助力を演算し、
ｎ個のグループのうち異常なグループがある場合には、正常なグループのサンプリング値から振幅値を演算し、当該振幅値を用いて異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値の有無を判断し、異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値が存在する場合には、正常なグループのサンプリング値と、異常なグループに含まれる正常なサンプリング値と、に基づき前記モータの回転角を演算する電動パワーステアリング装置。
車両の操舵機構に操舵補助力を付与するモータと、車両のステアリング操作に応じて前記モータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクが設定値を超えたとき、当該操舵トルクが低減するように操舵補助力を徐々に増加させる電動パワーステアリング装置において、
励磁信号の入力に基づき前記モータの回転角に応じて振幅値が変化するｓｉｎ信号又はｃｏｓ信号であるレゾルバ信号を出力するレゾルバを備え、
前記制御装置は、前記レゾルバ信号に基づいて、前記モータの回転角を演算するものであって、ｎを１以上の整数とするとき、前記レゾルバ信号を１／２ｎの周期でサンプリングするとともに、１／２周期ずれている２つのサンプリング点を１つのグループとするｎ個のグループをつくり、グループ毎にサンプリング値が正常であるか否かを判断し、正常と判断されたグループのサンプリング値に基づき前記モータの回転角を演算し、当該回転角に基づき、前記操舵補助力を演算し、
ｎ個のグループのうち異常なグループがある場合には、正常なグループのサンプリング値から第１の振幅値を演算し、当該第１の振幅値を用いて異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値の有無を判断し、異常なグループのサンプリング値に正常なサンプリング値が存在する場合には、正常なグループのサンプリング値及び異常なグループに含まれる正常なサンプリング値から第２の振幅値を演算し、正常な実際のサンプリング点の総和とそのサンプリング点に対応する第１の振幅値を用いて算出されるｓｉｎ波又はｃｏｓ波の総和との差分と、正常な実際のサンプリング点の総和とそのサンプリング点に対応する第２の振幅値を用いて算出されるｓｉｎ波又はｃｏｓ波の総和との差分とを比較し、当該差分がより小さい値を示す振幅値を用いて前記モータの回転角を演算する電動パワーステアリング装置。